miR-545-x通过靶向DDIT4/mTOR通路调控牦牛冠状动脉平滑肌细胞低氧适应机制

本研究针对高原低氧环境下牦牛心脏冠状动脉平滑肌细胞（CASMCs）的适应性调控机制，揭示了miR-545-x通过靶向DNA损伤诱导转录因子4（DDIT4）抑制mTOR通路，进而调控细胞增殖、凋亡与自噬的关键作用。该发现为理解高原物种心脏低氧适应提供了新视角，并为心血管疾病治疗策略开发奠定理论基础。

　　

在青藏高原的极端低氧环境中，牦牛展现出非凡的生理适应能力，其心脏冠状动脉系统尤为突出——血管密度更高、心内膜更厚，有效避免了高原肺动脉高压等疾病的发生。然而，这种适应性背后的分子机制始终是未解之谜。冠状动脉平滑肌细胞（CASMCs）作为血管功能的核心调控者，其增殖、凋亡和自噬的动态平衡对低氧适应至关重要。近年研究发现，微小RNA（miRNA）在低氧响应中扮演关键角色，但具体调控网络仍待阐明。

甘肃农业大学的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究中，首次揭示了miR-545-x/DDIT4/mTOR轴在牦牛CASMCs低氧适应中的核心作用。研究人员从海拔>3000米的西宁市采集牦牛心脏样本，通过原代细胞培养、荧光原位杂交（FISH）、双荧光素酶报告基因检测等技术，系统解析了该调控通路的分子机制。

研究结果

1. CASMCs鉴定与miR-545-x定位：原代细胞呈现典型的"峰谷"形态，α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）和钙调理蛋白-1（Calponin-1）阳性确认其平滑肌细胞特性。FISH显示miR-545-x在低氧CASMCs中显著高表达。

2. 功能验证：miR-545-x抑制剂处理促进细胞增殖和自噬，而模拟物则抑制低氧诱导的增殖/凋亡。靶基因预测结合双荧光素酶实验证实DDIT4是miR-545-x的直接作用靶点。

3. 通路机制：低氧条件下，miR-545-x通过抑制DDIT4表达解除其对哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路的抑制作用，进而调控自噬相关蛋白LC3-II/Ⅰ和P62的表达水平，维持细胞稳态。

结论与意义
该研究首次阐明miR-545-x通过DDIT4/mTOR轴动态调控CASMCs的增殖-凋亡-自噬平衡，这种精密的分子调控网络是牦牛心脏适应高原低氧的核心机制之一。从转化医学角度看，DDIT4作为mTOR通路的新型调控因子，可能成为治疗缺氧相关心血管疾病（如肺动脉高压、动脉粥样硬化）的潜在靶点。研究同时为高原物种适应性进化研究提供了非编码RNA调控的范例，填补了该领域理论空白。

值得注意的是，当前研究尚限于细胞水平，未来需通过动物模型验证其生理意义。但这项来自世界屋脊的发现，无疑为破解"高原生命密码"提供了关键线索。